專利名稱：一種振動加速度傳感器齒輪箱測點精度分析與評價方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及振動數(shù)據(jù)分析技術(shù)，尤其涉及一種振動加速度傳感器齒輪箱測點精度分析與評價方法。
背景技術(shù)：
振動加速度傳感器在機械振動工程中得到了廣泛的應(yīng)用。被測體的振動信號由振動傳感器獲取。測試時，振動傳感器直接與被測體接觸，靈敏反映振動變化。安裝在被測體表面的振動傳感器獲得的振動信號包含被測體內(nèi)部所有零件的振動信息，獲取準(zhǔn)確的故障診斷結(jié)果。任何一種測試方法所獲得的測試數(shù)據(jù)往往都是含有誤差的，測試因素對于測試結(jié)果有很大的影響。因此需要對多次同一測試條件下的測試數(shù)據(jù)結(jié)果進行分析與評價，以便有針對性地對測試條件進行改善，采取適當(dāng)?shù)臏y試方法，達到減小誤差的效果。有些機械工程中，由于生產(chǎn)條件的約束，如汽車變速器裝配生產(chǎn)流水線上需要對每個新裝配的變速器進行振動信號分析和故障診斷，振動加速度傳感器不能固定在單個變速器殼體上，需要用特殊的夾具將振動加速度傳感器彈壓在變速器殼體上，其每次彈壓的位置精度和力度對采集數(shù)據(jù)都有較大影響。因此需要進行測點精度分析與評價，以保證測試數(shù)據(jù)的一致性和較高的精度。在故障診斷實驗中，需要通過振動傳感器獲取各工況下不同測點位置的被測體振動信號，然后從振動信號中提取時域、頻域特征值進行分析評價。首先對于某一固定位置多組采集樣本進行研究，以降低測量誤差，在此基礎(chǔ)上對不同位置處獲取多組采集樣本。目前，資料文獻中尚未發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)化的算法以及相關(guān)的專利申請。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種針對各工況下不同測點位置和某一固定位置多組采集樣本數(shù)據(jù)進行分析的一種振動加速度傳感器齒輪箱測點精度分析與評價方法。本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是一種振動加速度傳感器齒輪箱測點精度分析與評價方法，其特征在于，通過振動加速度傳感器，以轉(zhuǎn)速信號為主控，對齒輪箱進行振動信號和轉(zhuǎn)速信號的同步數(shù)據(jù)采集；提取時域特征值進行分析評價，計算均值RMS， 峰值Peak，峰值指標(biāo)Crest，RMS/Peak/Crest離散百分比，根據(jù)傳感器位置、樣本數(shù)、RMS/ Peak/Crest離散百分比繪制RMS-Peak圖和箱線圖；通過時域同步平均、數(shù)據(jù)濾波、重采樣、 FFT變換，得到功率譜，計算階次譜進行分析評價；通過時域分析、頻域分析方法分析結(jié)果， 形成齒輪箱測點精度分析與評價結(jié)果。所述通過振動加速度傳感器，以轉(zhuǎn)速信號為主控，對齒輪箱進行振動信號和轉(zhuǎn)速信號的同步數(shù)據(jù)采集的采集方式為采用計數(shù)器卡通過齒輪箱輸入軸的編碼器采集齒輪箱的轉(zhuǎn)速信號，采用信號采集卡采集齒輪箱殼體的振動信號；所述通過振動加速度傳感器，以轉(zhuǎn)速信號為主控，對齒輪箱進行振動信號和轉(zhuǎn)速信號的同步數(shù)據(jù)采集的采集過程為a由計數(shù)器卡實時監(jiān)測變速箱輸入軸的轉(zhuǎn)速，當(dāng)轉(zhuǎn)速達到采集要求時，啟動信號采集卡的采集任務(wù)；b啟動的計數(shù)器卡，在接收到通過RTSI數(shù)據(jù)線傳遞的信號采集卡啟動的同時發(fā)出的觸發(fā)信號之后，計數(shù)器卡和信號采集卡開始同步采集數(shù)據(jù)；c在采集過程中，計數(shù)器卡通過循環(huán)實時累加每次從硬件緩沖區(qū)讀取到的脈沖個數(shù)，當(dāng)脈沖個數(shù)達到了預(yù)設(shè)值時，退出循環(huán)；d計數(shù)器卡和信號采集卡停止從硬件緩沖區(qū)中讀取后續(xù)采集到的數(shù)據(jù)，結(jié)束采集任務(wù)。所述通過振動加速度傳感器，以轉(zhuǎn)速信號為主控，對齒輪箱進行振動信號和轉(zhuǎn)速信號的同步數(shù)據(jù)采集，首先對齒輪箱的固定位置進行多次信號采集，再對不同位置處采集及多組樣本。所述通過振動加速度傳感器，以轉(zhuǎn)速信號為主控，對齒輪箱進行振動信號和轉(zhuǎn)速信號的同步數(shù)據(jù)采集后，還要對轉(zhuǎn)速信號數(shù)據(jù)進行數(shù)字濾波。所述提取時域特征值進行分析評價，計算均值RMS，峰值Peak，峰值指標(biāo)Crest， RMS/Peak/Crest離散百分比根據(jù)傳感器位置、樣本數(shù)、RMS/Peak/Crest離散百分比繪制 RMS-Peak圖和箱線圖的過程為a建立樣本集函數(shù)，保存原始采集樣本并提供全部文件名索引，確定參與分析的箱號集合數(shù)組b計算均值、峰值、峰值指標(biāo)分別為
權(quán)利要求
1.一種振動加速度傳感器齒輪箱測點精度分析與評價方法，其特征在于，通過振動加速度傳感器，以轉(zhuǎn)速信號為主控，對齒輪箱進行振動信號和轉(zhuǎn)速信號的同步數(shù)據(jù)采集；提取時域特征值進行分析評價，計算均值RMS，峰值Peak，峰值指標(biāo)Crest，RMS/Peak/Crest離散百分比，根據(jù)傳感器位置、樣本數(shù)、RMS/Peak/Crest離散百分比繪制RMS-Peak圖和箱線圖； 通過時域同步平均、數(shù)據(jù)濾波、重采樣、FFT變換，得到功率譜，計算階次譜進行分析評價； 通過時域分析、頻域分析方法分析結(jié)果，形成齒輪箱測點精度分析與評價結(jié)果。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種振動加速度傳感器齒輪箱測點精度分析與評價方法，其特征在于，所述通過振動加速度傳感器，以轉(zhuǎn)速信號為主控，對齒輪箱進行振動信號和轉(zhuǎn)速信號的同步數(shù)據(jù)采集的采集方式為采用計數(shù)器卡通過齒輪箱輸入軸的編碼器采集齒輪箱的轉(zhuǎn)速信號，采用信號采集卡采集齒輪箱殼體的振動信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種振動加速度傳感器齒輪箱測點精度分析與評價方法，其特征在于，所述通過振動加速度傳感器，以轉(zhuǎn)速信號為主控，對齒輪箱進行振動信號和轉(zhuǎn)速信號的同步數(shù)據(jù)采集的采集過程為a由計數(shù)器卡實時監(jiān)測變速箱輸入軸的轉(zhuǎn)速，當(dāng)轉(zhuǎn)速達到采集要求時，啟動信號采集卡的采集任務(wù)；b啟動的計數(shù)器卡，在接收到通過RTSI數(shù)據(jù)線傳遞的信號采集卡啟動的同時發(fā)出的觸發(fā)信號之后，計數(shù)器卡和信號采集卡開始同步采集數(shù)據(jù)；c在采集過程中，計數(shù)器卡通過循環(huán)實時累加每次從硬件緩沖區(qū)讀取到的脈沖個數(shù)，當(dāng)脈沖個數(shù)達到了預(yù)設(shè)值時，退出循環(huán)；d計數(shù)器卡和信號采集卡停止從硬件緩沖區(qū)中讀取后續(xù)采集到的數(shù)據(jù)，結(jié)束采集任務(wù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種振動加速度傳感器齒輪箱測點精度分析與評價方法，其特征在于，所述通過振動加速度傳感器，以轉(zhuǎn)速信號為主控，對齒輪箱進行振動信號和轉(zhuǎn)速信號的同步數(shù)據(jù)采集，首先對齒輪箱的固定位置進行多次信號采集，再對不同位置處采集及多組樣本。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4所述的一種振動加速度傳感器齒輪箱測點精度分析與評價方法， 其特征在于，所述通過振動加速度傳感器，以轉(zhuǎn)速信號為主控，對齒輪箱進行振動信號和轉(zhuǎn)速信號的同步數(shù)據(jù)采集后，還要對轉(zhuǎn)速信號數(shù)據(jù)進行數(shù)字濾波。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種振動加速度傳感器齒輪箱測點精度分析與評價方法，其特征在于，所述提取時域特征值進行分析評價，計算均值RMS，峰值Peak，峰值指標(biāo)Crest， RMS/Peak/Crest離散百分比根據(jù)傳感器位置、樣本數(shù)、RMS/Peak/Crest離散百分比繪制 RMS-Peak圖和箱線圖的過程為a建立樣本集函數(shù)，保存原始采集樣本并提供全部文件名索引，確定參與分析的箱號集合數(shù)組b計算均值、峰值、峰值指標(biāo)分別為 RMS = -YxiPeak = max | XiCrest = Peak-RMS其中，X1, X2, X3, . . . , Xn為在有限長度的離散時間序列上得到的測量值；c計算RMS/Peak/Crest離散百分比；d根據(jù)箱號、樣本數(shù)、RMS/Peak/Crest離散百分比繪制RMS-Peak圖和箱線圖。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種振動加速度傳感器齒輪箱測點精度分析與評價方法，其特征在于，所述通過時域同步平均、數(shù)據(jù)濾波、重采樣、FFT變換，得到功率譜，計算階次譜進行分析評價的過程為 A讀取信號數(shù)據(jù)文件； B讀取系統(tǒng)參數(shù)及齒輪箱傳動比參數(shù)； C計數(shù)器卡編碼器信號濾波； D計算各狀態(tài)參與時域平均運算的整旋轉(zhuǎn)周期數(shù)； E計算各軸旋轉(zhuǎn)2π角度對應(yīng)的計算器卡的有效脈沖數(shù)； F計算各狀態(tài)參與時域平均運算的計數(shù)器卡有效脈沖數(shù)； G計算單位轉(zhuǎn)角間隔重采樣數(shù)； H計算計數(shù)器卡最小采樣脈沖數(shù)； I計算計數(shù)器卡重采樣計算處理步長； J重采樣；K FFT變換，得到功率譜； L計算階次譜，并繪圖輸出。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供一種針對各工況下不同測點位置和某一固定位置多組采集樣本數(shù)據(jù)進行分析的一種振動加速度傳感器齒輪箱測點精度分析與評價方法。本發(fā)明通過振動加速度傳感器，以轉(zhuǎn)速信號為主控，對齒輪箱進行振動信號和轉(zhuǎn)速信號的同步數(shù)據(jù)采集；提取時域特征值進行分析評價，繪制RMS-Peak圖和箱線圖；計算階次譜進行分析評價；通過時域分析、頻域分析方法分析結(jié)果，形成齒輪箱測點精度分析與評價結(jié)果。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)對齒輪箱殼體振動信號的階次分析，通過時域、頻域特征分析，得到更能表征各種故障特征的最佳位置，減少測量誤差，確定振動傳感器的安裝位置，也為故障診斷的準(zhǔn)確性提供了保障。
文檔編號G01H17/00GK102288286SQ201110162528
公開日2011年12月21日 申請日期2011年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月16日
發(fā)明者史海波, 周曉鋒, 姚秀琴, 尚文利, 胡東平, 胡國良 申請人:中國科學(xué)院沈陽自動化研究所